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例析动作电位中内向电流和外向电流的问题

2017-08-01 22:21阅读：

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例析动作电位中内向电流和外向电流的问题
试题研究：今天在空中课堂中讲述杭州检测卷试题，有关跨膜电流的问题，其实是动作电位的变式，动作电位这部分内容本身就是个难点，然后再进行变式理解，难度又增加了。查找了兄弟老师的解析，整理如下，以便学习。
一、内向电流和外向电流的定义
内向电流：内向电流在电生理学中是指正离子由细胞膜外向膜内流动或负离子由膜内向膜外流动，它增加细胞内的正电荷，促使膜电位去极化。
外向电流：外向电流是指在电生理学中是指正离子由细胞膜内向膜外流动或负离子由膜外向膜内流动，它增加细胞内的负电荷，促使膜电位复极化或超极化。
二、试题及其分析
（杭州市2017
届高三上学期期末教学质量检测27题）以新鲜的蛙坐骨神经腓肠肌标本为材料，适宜条件下坐骨神经纤维产生动作电位的过程中，由于钠钾离子的流动造成的跨膜电流如图所示（内向电流是指正离子由细胞膜外向膜内流动，外向电流则相反）。下列说法正确的是（ C ）
例析动作电位中内向电流和外向电流的问题
A．ab段正离子内流需要消耗ATP
B．cd段正离子与Na+通道蛋白结合排出细胞
C．c点时坐骨神经纤维的膜电位大于0mV
D．f点后，腓肠肌的细胞膜不一定去极化
解析：ab段是正向电流，由正离子（钠离子）内流导致，钠离子内流为易化扩散不需要消耗ATP，A错误；cd段是外向电流，由正离子（钾离子）外流导致，钾离子外流不与Na+通道蛋白结合，而是经钾离子通道流出，B错误；ab段与bc 段均是内向电流，表示的过程是钠离子从缓慢内流（开始去极化）、快速内流（钠离子通道全部打开，快速去极化）、内流减慢至平衡（达到反极化）因此C点表示动作电位的最高点，此时膜内电位大于0，C正确；f点后，当兴奋传递到腓肠肌细胞，腓肠肌细胞膜发生去极化过程，D错误。
评析：本题考查动作电位产生机理。解决这类题目仍然需要结合动作电位产生的示意图。
例析动作电位中内向电流和外向电流的问题
题中ac段相当于图2的ac段，即正离子（钠离子）内流，导致去极化，膜内电位上升。题中b点相当于上图中ac的中点，此时钠离子内流最快，去极化速度最快。题中ce段相当于上图中的cf段，即钾离子外流导致复极化（上图中ce段），乃至更多正离子往外转运导致超极化。题中ef段相当于上图中fg段，即通过小幅度内向电流使膜内从超极化恢复到极化状态。
三、试题值得商榷之处（参考行深般若博客）
本题的C、D选项的表述均不确切。c点时表示达到动作电位的最高点，膜内电位大于0，相应的，膜外电位则小于0，即外负内正，因此C选项应准确表述为“c点时坐骨神经纤维的膜内电位大于0mV”。去极化可以表示过程，也可以表示状态，“不一定去极化”这个说法可以有2种理解，一种理解为不一定发生去极化过程，则该说法错误；一种理解为不一定处于去极化状态，则该说法正确，因为腓肠肌细胞膜不可能在f点后一直处于去极化状态。因此D选项应该改为“f点后，腓肠肌的细胞膜不一定会发生去极化”。

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